Apparition multiples de la vie ?

[invite549b7a6c]

Dans une théorie sur l'apparition de la vie, certains avancent qu'elle est apparue de façon spontané sur Terre (à partir de briques élémentaires, expérience de Miller soupe primordiale).
Mais si l'on suit cette logique, la vie qui est apparu il y a 3,5 à 3,8 milliards d'années, pourrait réapparaître de cette même façon sous une nouvelle forme à tout moment, voir est déjà apparu de multiples fois au cours de l'Histoire spontanément. De ce fait, toutes les espèces vivantes n'ont pas un seul ancêtre commun (LUCA), mais potentiellement des origine différentes.
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[JPL]

On peut régler facilement la question en regardant le code génétique. Malgré quelques variations de détails légitimes à cause de l’évolution toutes les espèces partagent le même. Or vu sa complexité une origine multiple n’est pas vraisemblable. Ce serait comme tirer plusieurs fois de suite la même combinaison au loto. Même si ce n’est pas strictement impossible la probabilité est tellement faible qu’elle est négligeable.

[invite549b7a6c]

Ça pose problème pour moi.
L'hypothèse que la vie est apparu de façon spontané me semble incohérente, car depuis des milliards d'années sur Terre (même si la probabilité est faible et que les conditions sont quasi parfaites pour le développement de la vie) la vie n'est apparu qu'une seule fois (comme tu le dis, on le sait par analyse génétique).
Hors si l'hypothèse est vrai, alors on devrait trouver sur Terre de multiples espèces avec des multiples ancêtres différents (au sens de premiers ancêtre commun, comme LUCA). Mais ce n'est pas le cas. Ce raisonnement me semble contester l'hypothèse de vie spontané.

[JPL]

Il est en effet probable à mon avis qu’il y a eu plusieurs évolutions prébiotiques qui se sont produites successivement ou en parallèle mais qu’une seule a survécu et s’est implantée, soit parce qu’elle a dominé et supplanté les autres... soit par pur hasard. Mais à partir du moment où elle s’est largement répandue aucune autre n’a pu résister à la concurrence, elle s’est fait étouffer, bouffer, dégrader par les bactéries...

Donc plusieurs tentatives n’impliquent nullement l’existence actuelle de plusieurs lignées d’origine différentes parmi les êtres vivants.

Petite précision : LUCA n’est absolument pas la plus ancienne forme vivante, mais un hypothétique Last universal common ancestor

The last universal common ancestor (LUCA), also called the last universal ancestor (LUA), cenancestor, or (incorrectly[R 1]) progenote, is the most recent population of organisms from which all organisms now living on Earth have a common descent.[1] LUCA is the most recent common ancestor of all current life on Earth. LUCA should not be assumed to be the first living organism on Earth.

https://en.wikipedia.org/wiki/Last_u...ommon_ancestor

Le dernier ancêtre commun universel (LUCA), aussi appelé dernier ancêtre universel (LUA), ou (incorrectement) progénote, est la population la plus récente d'organismes dont tous les organismes vivant actuellement sur Terre ont une ascendance commune. LUCA est l'ancêtre commun le plus récent de toute la vie actuelle sur Terre. LUCA ne devrait pas être considéré comme le premier organisme vivant sur Terre.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Geb]

Bonjour,

Historiquement, il y a eu deux manières principales et complémentaires de répondre.

D'une part, les conditions physico-chimiques à la surface de la Terre ont radicalement changées entre l'époque de l'apparition de la vie et aujourd'hui. À l'époque de l'apparition de la vie, la Terre était très différente de ce qu'elle est aujourd'hui. C'était véritablement, dans l'état actuel de nos connaissance, une autre planète. Or, il se pourrait fort bien que les processus physico-chimiques à l'origine de la vie sur la Terre dépendent de l'une ou plusieurs de ces conditions très différentes. C'est une chose qu'Ernst Haeckel soulignait déjà en 1866, à sa façon à lui, pour résoudre le paradoxe entre la nécessité d'un ancêtre commun aux formes de vie actuelles, qui découlait des travaux de Darwin publiés dans "De l'origine des espèces" en 1859, et l'impossibilité de la génération spontanée, dont la majorité des savants a commencé à être convaincue à partir de l'expérience des "ballons à col de cygne" de Pasteur (qui date de 1860). Pour Haeckel, la reproduction en laboratoire du processus qui a mené, au début de l'histoire de la Terre, à l'apparition de la vie, ne peut être reproduite qu'en laboratoire. L'exemple le plus souvent cité, c'est la présence importante d'oxygène moléculaire libre dans tout un tas de milieux (l'atmosphère, les océans, les roches, etc.), ce qui n'était pas le cas au début de l'histoire de la Terre.

Il me paraît intéressant de préciser qu'à la même époque apparaît, en deux temps, une autre théorie avancée par Hermann Eberhard Richter pour résoudre le paradoxe entre Darwin (la vie a une origine) et Pasteur (la vie ne passe que d'être vivant en être vivant). D'abord son hypothèse de l' "éternité de la vie" (c'est-à-dire l'idée que la vie, comme la matière et l'énergie, est éternelle et a toujours existé) publiée en 1865, puis celle dite des "cosmozoaires" qui sera rebaptisée plus tard "panspermie cosmique" pour éviter le débat sur la nature des premières formes de vie (le suffixe "-zoaires" désigne les animaux) et pour la distinguer de la "panspermie atmosphérique" qui désignait, à l'époque de Pasteur, l'idée que des germes étaient présents partout et en grand nombre dans l'air ambiant. Aujourd'hui et depuis Arrhenius, on parle simplement de "panspermie" tout court pour désigner cette hypothèse selon laquelle la vie a toujours existé et se répand de système stellaire en système stellaire.

D'autre part, une fois les premières formes de vie apparues, elles se sont progressivement répandues dans toutes les niches écologiques favorables à leur développement, en ont même conquis de nouvelles et se faisant, elles se sont mises à "profiter" de tous les endroits où des processus de synthèses abiotiques qui leur ont donné naissance étaient encore à l’œuvre, "tuant dans l’œuf" toutes apparitions indépendantes ultérieures de la vie. C'est une remarque qu'on trouve déjà dans la correspondance privée de Charles Darwin en 1871, mais il a fallu attendre un article de Garrett Hardin publié en 1950 pour qu'elle soit plus largement connue des chercheurs dans le domaine des origines de la vie.

Par ailleurs, comme l’a dit JPL, le LUCA ce n'est pas la forme de vie la plus ancienne, c'est plutôt l'ancêtre commun le plus récent des formes de vie actuelles. C'est l'équivalent du concept d' "Ève africaine". Tout comme, à l'époque de l'Ève africaine, il y avait de nombreuses autres femmes sur la planète, il y avait de nombreuses autres cellules vivantes à l'époque du LUCA. Par définition, tout système vivant qui précède le LUCA n’est pas lié à TOUTES les formes de vie actuelles (ce qui veut aussi dire que ces analyses phylogénétiques ne peuvent rien nous dire sur les caractéristiques des formes de vie présentes AVANT le LUCA).

En outre, le LUCA n’est pas un seul et unique organisme, c’est un concept utile issu des analyses phylogénétiques. On pourrait plutôt le définir comme une colonie d’organismes plus ou moins similaires qui échangeaient du matériel génétique d’une manière probablement beaucoup plus intense qu’aujourd’hui et ce sur une longue période.

Enfin, le dernier ancêtre commun aux formes de vie actuelles était déjà un organisme très complexe. Il se peut qu’entre le LUCA et l’apparition des premières formes de vie, il se soit passé un ou deux milliards d’années (personne ne sait exactement et on ne le saura peut-être jamais). Quoi qu'il en soit, une part importante de l’évolution de la vie a nécessairement eu lieu avant le LUCA et les premières formes de vie sur la Terre étaient entièrement différentes et probablement bien plus "simples" (dans le sens opposé à "complexes", même s'il est encore difficile aujourd'hui de définir la simplicité comme la complexité dans ce contexte) que la population de cellules à l'époque du LUCA.

Pour reprendre une image que le chimiste belge Jacques Reisse utilise dans ses conférences, si une cellule actuelle était une voiture moderne (on prend souvent l'exemple d'une Ferrari), l'analyse phylogénétique à travers la définition du concept de LUCA, c'est comme d'essayer de simplifier les pièces du véhicule jusqu'à se retrouver avec une Ford T, ou à la rigueur, le fardier de Cugnot. Or, la première cellule, dans notre analogie, ressemblait plus à une calèche et on n'a aucun moyen, en "simplifiant" une Ferrari, de s'imaginer qu'à l'origine, il y avait des calèches.

Cordialement.

[invite9dc7b526]

Ah tiens je ne connaissais pas l'analogie automobile, je la ressortirai! Aujourd'hui la "reconstruction d'ancêtres" (soit le génome soit les protéines) est à la mode. On peut par exemple faire synthétiser une protéine "ancestrale" et chercher à évaluer son activité.

[Geb]

Bonsoir,

Ah tiens je ne connaissais pas l'analogie automobile, je la ressortirai!

Voir sa conférence du 5 mai 2009 (le passage à partir de 19'03'' dans la conférence) :

- La chimie prébiotique : un domaine flou

Il y a aussi le PowerPoint de la conférence, dans lequel tu trouveras les images qu'il utilise (il s'agit des diapositives n° 23 et 24).

Aujourd'hui la "reconstruction d'ancêtres" (soit le génome soit les protéines) est à la mode. On peut par exemple faire synthétiser une protéine "ancestrale" et chercher à évaluer son activité.

Oui, c'est aussi un domaine que je trouve passionnant. C'est amusant, je l'ai évoqué récemment dans une autre discussion :

Comme je l'ai déjà dit par ailleurs dans d'autres discussion, en ce qui concerne les origines de la vie, je crois qu'une grande source potentielle de progrès sera justement l'étude de l'évolution des protéines et plus particulièrement des métalloenzymes. On a déjà de bons candidats de "protéines anciennes" potentielles qui sont à l'étude : la ferrédoxine (ainsi que pas mal d'autres protéines fer-soufre), certaines pyrophosphatases, certaines molibdoptérines, certaines quinones, la coenzyme A, etc. Certaines équipes, à travers une meilleure compréhension de la structure et des mécanismes physico-chimiques qui gouvernent l'action de ces prétendus "fossiles moléculaires", essayent même de développer des mécanismes fonctionnant avec des composés organo-métalliques structurellement plus simples qui auraient pu remplir les mêmes fonctions de base. Avec les études plus conceptuelles qui essayent d'imaginer un organisme primitif qui aurait pu se passer purement et simplement du phosphate, j'estime que ces recherches sont le fer de lance de l'approche "top-down", pour reprendre la terminologie d'Harold Morowitz.

On pourrait y ajouter certaines études sur le ribosomes (Hsiao et al., 2009), sur le phosphate de pyridoxal (Morowitz et al., 2006) ou celles visant à déterminer les capacités catalytiques de certains nanocristaux (Nitschke et al., 2013) conjugués à des peptides de 3 à 10 résidus de long (Milner-White & Russell, 2008, 2011). Cette liste n'est évidemment pas exhaustive.

Cordialement.